2021 Fiscal Year Research-status Report
食の記憶エングラムネットワークの同定と介入操作によるその機能的役割の解明
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20K21265
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
喜田 聡 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80301547)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 食記憶 / 記憶エングラム / 食認知行動制御 / 食行動 / 食嗜好性 / 食物価値 / 前頭前野 / 食経験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題ではマウス食記憶モデルと食物価値変容モデルを用いて、食物を記憶するエングラム細胞・回路を網羅的に同定し、食記憶に基づき食物価値を決定し変容させる機構を解明することを目的とした。前年度に確立した食物新規性恐怖モデルを用いて食記憶エングラムを構成する神経ネットワークの同定を試みた。絶食後のマウスにチーズを30分間給餌し、この24時間後にチーズを再び30分間給餌するとその摂食量が有意に増加したことから、新奇性恐怖が認められた。そこで、食記憶エングラムの神経ネットワークを網羅的に同定するために、免疫組織染色法を用いて神経活動依存的に発現誘導されるc-Fos発現を指標にして新規餌摂食時に活性化される脳領域を同定した。対照群に比べて、チーズ摂食群では前頭前野、島皮質、嗅周皮質、海馬、分界条床核などで有意なc-fos陽性細胞の増加が観察された。従って、新規食物（チーズ）摂取時に前頭前野を中心とした食記憶エングラムが構築されることが初めて示唆された。一方、マウスにおいて低嗜好性食物の嗜好性が増加する条件づけ味覚嗜好学習課題を新たに開発し、食嗜好性増加機構を解明することを試みた。条件づけ場所嗜好性テストでは快情動を誘導する薬物と特定の場所との条件づけにより場所嗜好性を誘導する。そこで、このパブロフ型条件づけの原理に基づき，キニーネ溶液摂取直後にニコチンを腹腔内投与した結果、対照群に比較してニコチン投与群は有意に高いキニーネ水溶液の摂取割合を示し、キニーネ溶液に対する嗜好性学習効果が観察された。以上のように、本研究では、苦味物質に対する嗜好性が向上する条件づけ味覚嗜好学習課題の確立に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍の影響があり、研究時間の制約が生じた。本課題において、再現性を示す食物新規性恐怖モデルを確立することができ、食物価値変容機構を解析することが可能となった。この課題を用いて、強い嗜好性を示すチーズなどの食品が、様々な脳領域に高いc-fos発現を誘導し、前頭前野を中心とする神経回路を活性化することが明らかとなった。以上のように、食物摂食後に活性化される脳領域の同定が進み、嗜好性を示す食品の摂取によりc-fos発現細胞が有意に増加する脳領域が多く観察され、前頭前野を中心とする食記憶エングラムの同定に近づいた。また、苦味物質に対する嗜好性が向上する条件づけ味覚嗜好学習課題の確立に成功した。しかし、c-fosタグシステムを用いて食記憶エングラムをチャネルロドプシンあるいはアーキロドプシンなどの光応答性チャネル、また、ヒストンH2BにGFPが融合されたH2B-GFPでラベルする解析系については、従来のような食餌にドキシサイクリンを添加する方法を用いることができないため、光応答性チャネルをラベルする方法の確立に時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
c-fosタグシステムを用いて、食物の提示に反応するニューロンをH2B-GFPやチャネルロドプシンあるいはアーキロドプシンなどの光応答性チャネルでラベルする。本研究課題では、従来のような食餌にドキシサイクリンを添加する方法を用いることができないため、飲料水にドキシサイクリンを添加して発現制御する条件を検討して、チャネルロドプシン等で食記憶エングラムをラベルする手法を確立する。この実験条件を用いて、食記憶エングラムの活性化または不活性が食行動に及ぼす影響を解析する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響を受けて、研究活動が制限され、十分な研究活動時間を確保できなかったため。
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[Journal Article] Multiple alterations in glutamatergic transmission and dopamine D2 receptor splicing in induced pluripotent stem cell-derived neurons from patients with familial schizophrenia2021
Author(s)
Yamamoto K, Kuriu T, Matsumura K, Nagayasu K, Tsurusaki Y, Miyake N, Yamamori H, Yasuda Y, Fujimoto M, Fujiwara M, Baba M, Kitagawa K, Takemoto T, Gotoda-Nishimura N, Takada T, Seiriki K, Hayata-Takano A, Kasai A, Ago Y, Kida S, Takuma K, Ono F, Matsumoto N, Hashimoto R, Hashimoto H, Nakazawa T.
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Journal Title
Translational Psychiatry
Volume: 11
Pages: 548
DOI
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